工业建筑改造与加固技术分析

工业建筑改造与加固技术分析

王东旭

山东安钢建筑工程有限公司 山东淄博 256100

摘要：老工业建筑物由于大都年代久远,很多建筑物的的使用功能和结构的强度都已无法适应现代社会经济发展的一般应用条件。在工业建筑物改造设计中,采用了对老建筑物的功能、旧空间的整体重建、结构构件的增加和局部改建以及新技术手段的引进等方式,成功创建出了符合现代商业建筑应用功能的新空间结构,并完成了其生命周期的延长。本章将针对结构加固改造技术在老工业建筑物改造中的运用情况做有关研究。

关键词:旧工业建筑;加固;改造

1、旧建筑改造的的意义与加固原则

由于中国经济社会不断发展,工业都市的范围也在不断扩大。在都市规模扩大、城市工业调整的进程中,不少原都市中心地带的传统老工业厂房转移到了都市的边沿地区,并遗留下大批闲置的老工业建筑。一些老工业建筑见证着一座城市发展的独特历程,已经成为了一座城市历史文明的重要一部分。但一旦因为利用功能上无法适应现代都市生活的需要而拆掉或重建,是十分遗憾的。所以对老工业建筑加以改造再使用,作为促进城市可持续发展的一项关键步骤,仍然有着一定的历史、经济、环境和社会价值。

1.1旧工业建筑改造的意义

首先,老旧建筑物见证了都市工业文明发展进步的过程,记载着一座都市工业逐步发展壮大的历史印记,并积累着宝贵的历史人文价值,但对旧建筑物的拆迁改建也必将毁灭这一段历史。旧建筑物的改造再利用可以使旧建筑物的生命得到延长,也可以保护都市工业发展历程的可延续性。其次,老工业建筑物的主要构件虽然可以长久保留和利用,但随着其功用的逐步衰退,也无法与时俱进,但改建再利用却使它重新焕发出了生命和活力。与传统"拆旧建新"的方法比较,它大大节俭了建筑项目开发商的初期资金投入,压缩了建设工期,减少了推至重建所造成的大量费用,从而增加了效益。在改建的过程中,有效保护了旧工业周围设施,并稍微加以完善与维修,从而能够为当地政府节俭巨大的城市公共营建成本。再者,对旧工业的盲目拆迁不但会消耗都市建设资源,还形成了巨大的都市建造废弃物,严重污染城市生态环境,甚至造成工程消耗量与各种资源的消耗。对旧工业的有效改造,可以促进都市建设资源的循环使用,从而延长都市建造生命周期,并推动自然环境的良性循环与都市建造的可持续发展。

1.2旧工业建筑的改造加固原则

工业建筑物在实际改建过程中,应坚持下列准则:1)尊重原来建筑物的基本风貌,在改建加固过程中充分结合原来建筑物特征,尽量的在保持原来建筑风格的基础上,完成结构加固并达到结构安全性;2)合理应用新型建筑材料和新技术手段,提高隔热、保温等特性,创造出高效舒适的新建筑应用空间;3)减少对原有建筑的二次破坏,老工业建筑物经过岁月风吹雨打,很多构件本身就已非常薄弱,在进行改建时应尽量的选用对原构件损伤较小的加固方式,在满足结构安全性的基础上最大限度的减小了对原构件的损伤;4)结构要与周围建筑物协调一致,可采取增层加建、改造、扩展等方法合理的调整结构布置,使旧建筑物自然的纳入周边建筑群内。

2、旧工业建筑结构改造加固的主要方法

2.1建筑的改造设计主要方式

旧工业建筑改造的主要方案,包括了总体保护、局部保留和建筑构件保护三类模式。

1)总体的保留模式。如总体上保留了建筑物原来的构造框架、布置格局、设施功用和区域内的空间关系等,但对结构空间与功用上再次加以调节,对周围绿化景观加以重新规划,并且拆掉不合理的附属构筑物等。如德国鲁尔工业园,原为亚洲规模最大的工业园,但后来由于德国煤炭能源地位的衰落,工业园规模逐步萎缩,完成了改造转变。

工业区在改建时,重点是对工业园区的总体布局结构框架、节点、文化元素等方面加以全面保护,包含了各种车间设备厂区、仓库、变配电站、锅炉装置房、烟筒、井下机械、水塔、水池、水渠等建、结构。经过改建,将炼钢厂室改造为大剧场,地下的矿石库房改建为攀岩场,将生产厂房成为了博物馆,并且通过大力整治周边环境,优化交通网络,完成了工业园的第二次振兴。

2)部分建筑物保存模式。由于保存了部分富有标志性、典型意义的工业建筑物或基础设施,再经过加建和修缮,构成全新的产业建筑物群。比如北京市798当代艺术公园,保存了部分原有场地中的工业设备、延伸了原有路线尺度感,让人可以感受到明显的"产业场地感"。上海市道八号桥,原址为上海市车辆制动器厂的老厂区。后经过修改修建,拆掉了部分隔墙和危房,并增加了四座钢结构桥梁成为联系各建筑物之间的重要交通纽带。既保持了工厂的原有风貌,又传承着老城市的历史记忆,带给人一种浓厚的时代感,同时也很自然的渗透到了现代城市的日常生活之中。

2.2旧工业建筑的主要加固方法

旧工业建筑物的加固方式,主要有增大散射截面加固法、粘钢加固法、粘贴碳纤维行业布加固法和外包头钢铁集团有限责任公司加固法等。

1)增大截面加固法

是指在钢筋砼结构受拉区或受力部位浇筑层新的砼或补充相应的钢材,以增强原结构承载能力的方式。新浇筑层砼在受拉区后,对补加的钢材直径具有连接和保证功能;当新浇层砼位于受力区时,提高了结构的有效标高,因此增加了结构的抗折弯、抗剪强度,也提高了结构的强度。所以,其补强效应是显著的。

该方案主要具有工艺简便、受力安全、加固费便宜、使用经验丰富等优势,在柱、梁、楼板、墙体和基座等的各种加固中都有广泛应用;不过它也有弊端,如湿作业工程量大、维护周期较长,植筋时对原有构件的破坏很大,新结构加强后将断面面积加大,对原建筑物空间的利用影响也很大等。该方式在旧工业建筑物中使用较多,但由于新工业建筑物的一般利用空间大,改造项目较多,新构件增加断面后对原工业建筑物的空间利用影响也相对较小,但同时增加断面后的新结构也可为改造节点带来更有效的空间支承与锚固,连接结构。

2)粘钢加固法

是指在受扭、受拉和大偏心受力的钢筋砼等结构构件表面用特殊的黏钢胶料粘贴钢板,以便于有效增加结构构件承载能力的一种补强方式。

这种方式施工速度快,对原构件的破坏较小,结构尺寸也基本不发生变化,尤其在工业厂房的横梁、屋架、地板等结构加固中,使用得较多;它的不足之处是费用较高,且粘钢胶的使用温度不得超过六十℃,原水泥硬度也不得小于C15,否则粘钢胶的粘接强度过低,影响了加固的效果。

3)粘贴碳纤维加固法

是指在受扭、受拉和大偏心受力的钢筋砼等结构构件表面,用特殊的结构材料粘贴上高强碳纤维布,以增强结构构件承载能力的一种补强方式。

该技术优点与黏钢加固法相似,其实施比黏钢加固法更简单,时间更短,基本不会破坏原有构件,费用也较黏钢加固法经济;缺点是对结构承载力增加幅度较小,适合强度略微足的结构补强以及构造局部破坏后的加固补强。该办法应用要求与黏钢强化办法相似,即结构胶的应用温度不得超过六十℃,原水泥结构抗拉强度不得小于C15。

结束语

旧工业建筑物能够针对各自的特性,选用恰当的改造加固方法,经过科学设计、整体设计,并运用新材料新工艺,以达到与新功能、新环境的无缝衔接,从而能够延长旧建筑物的使用寿命。老工业建筑的改造将符合国家可持续发展规划,变废为宝,为老工业区的现代化经济转型提供了参考,并相信今后经过改建加固成功升级的老工业建筑也将不断涌现。

　　参考文献
　　[1]杨靖雯.基于工业建筑改造的小剧场设计研究[D].北京建筑大学，2017.
　　[2]李晓红.旧工业建筑改造再利用研究[D].天津大学，2009.